基于高通量测序分析海带表面细菌群落结构

为研究大连登沙河湾和正明寺海带养殖区海带Saccharina japonica表面及其周围海域海水的细菌群落结构,分别于2015年1月、2月和4月,采用Illumina Miseq PE300高通量测序平台对样本基因组DNA的16S r RNA基因V3~V4区PCR扩增片段进行测序分析。结果表明:从两个海区健康海带和海水中获得优化序列分别为130 158条和124 658条,海带序列可归为8个门和99个属,海水序列可归为14个门和135个属;在门水平,海带首要优势门为厚壁菌门(>69%),其次为变形菌门、蓝细菌门、放线菌门和拟杆菌门(>1%),海水首要优势门为变形菌门(>46%),其次为厚壁菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和放线菌门(>1%);在属水平,海带主要优势属为乳球菌属(>40%)和芽孢杆菌属(>10%),其次为Solibacillus、假单胞菌属和节杆菌属(>3%),海水首要优势属为弧菌属(21.58%)和乳球菌属(28.29%),其次为科尔韦尔氏菌属、弓形杆菌属和亚硫酸杆菌属(>2%)。研究表明,两个海区海带细菌群落组成相似,海带和海水细菌群落组成则明显不同。     

基于高通量测序分析海带表面细菌群落结构

为研究大连登沙河湾和正明寺海带养殖区海带Saccharina japonica表面及其周围海域海水的细菌群落结构,分别于2015年1月、2月和4月,采用Illumina Miseq PE300高通量测序平台对样本基因组DNA的16S r RNA基因V3^V4区PCR扩增片段进行测序分析。结果表明:从两个海区健康海带和海水中获得优化序列分别为130 158条和124 658条,海带序列可归为8个门和99个属,海水序列可归为14个门和135个属;在门水平,海带首要优势门为厚壁菌门(>69%),其次为变形菌门、蓝细菌门、放线菌门和拟杆菌门(>1%),海水首要优势门为变形菌门(>46%),其次为厚壁菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和放线菌门(>1%);在属水平,海带主要优势属为乳球菌属(>40%)和芽孢杆菌属(>10%),其次为Solibacillus、假单胞菌属和节杆菌属(>3%),海水首要优势属为弧菌属(21.58%)和乳球菌属(28.29%),其次为科尔韦尔氏菌属、弓形杆菌属和亚硫酸杆菌属(>2%)。研究表明,两个海区海带细菌群落组成相似,海带和海水细菌群落组成则明显不同。     

黄、渤海春季刺参肠道及养殖池塘细菌菌群的多样性

以黄海和渤海春季刺参养殖池塘的沉积物、海水和刺参Apostichopus japonicus肠道内容物中的细菌基因组DNA为模板,以细菌16S r DNA通用引物进行PCR扩增,构建16S r DNA文库并进行测序分析。结果表明:黄海和渤海养殖刺参肠道内容物、池塘沉积物和海水中共存在变形菌Proteobacteria、蓝细菌门Cyanobacteria、放线菌门Actinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和厚壁菌门Firmicutes 5个门类的细菌类群,其优势类群均为变形菌(变形菌比例>41%),且在文库所含变形菌的4个亚门(Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria)中,除黄海春季刺参养殖池塘海水文库(YSp3)中α-变形菌占优势外,其余5个文库均以γ-变形菌为优势亚门。     

LAS优势降解菌对洗浴废水处理效果的实验研究

针对洗浴废水中LAS难以去除及对微生物具有一定毒性的特点,通过对微生物样品的富集培养、纯种分离获得LAS优势降解菌,并对其进行了菌种鉴定;测定结果表明:LAS优势降解菌属革兰氏阴性菌(G-),并呈短杆状;硝酸盐还原阳性菌;甲基红阴性,可以将产生的酸性物质转化为中性;经需氧性实验测定其为好氧菌。在此基础上,通过静态实验确定LAS优势降解菌处理洗浴废水的最佳反应条件及处理效果;研究结果表明:在LAS降解优势菌菌悬液(OD=0.4)接种量为4%、摇床振荡频率150r·min-1、水样pH=7的条件下,洗浴废水水样中LAS、COD和NH3-N去除率分别为77.89%、86.37%和62.75%。     

市政尾水排污口附近海洋底泥细菌微生物群落组成研究

底泥细菌微生物作为海洋食物链中复杂的生物群体,对海水水质、海水养殖以及海洋生态系统都具有重要作用。选取青岛市3种不同排海方式市政排污口附近海域底泥,采用高通量测序技术,研究尾水不同排海方式对底泥细菌微生物的影响。研究发现,先排河后排海的市政尾水排污口附近海域底泥中细菌分布在58—81个菌纲,四季的优势菌种分别有7,2,7,5种;直接排海的市政尾水排污口附近海域底泥中细菌分布在59—63个菌纲,四季的优势菌种分别有9,11,11,8种;雨水管道排放口附近海域底泥中细菌分布在58—76个菌纲,四季的优势菌种分别有1,3,9,10种。底泥中菌门、纲种类数量与排海方式有着直接的关系,尾水直接排放对尾水稀释较快,营养物质迅速扩散。尾水直接排海处海水流量小且无河流补给,因此在尾水直接排海方式处底泥中变形菌纲(Epsilonproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、梭菌纲(Clostridia)、拟杆菌纲(Bacteroidia)等厌氧菌纲的相对丰度最高。秋冬季节,海水中有机物降解速度降低,导致底泥中有机物含量升高,异养菌的相对丰度较高。另外,秋冬季节在尾水间接排放附近海域底泥中检测出水单细胞菌(Pelomonas aquatica)和布鲁氏菌(Brucella microti),两种致病菌的占比达到16.18%和12.71%,相关部门应该加强对这两种致病菌的监测力度。     

不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构的差异

为分析肠道菌群结构变化对大黄鱼Pseudosciaena crocea生长速度的影响,采用高通量测序的方法,对生长条件相同、生长速度不同的两组大黄鱼肠道菌群结构进行了研究。结果表明:生长缓慢组鱼肠道内菌群OTUs和菌群多样性指数Chao1显著高于生长正常组(P<0.05),但两组间Shannon指数差异不显著(P>0.05);变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes、梭杆菌门Fusobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes为大黄鱼肠道内的优势菌群,其中变形菌门在两组鱼肠道内的相对丰度超过50%;两组大黄鱼肠道菌群结构变化主要集中在变形菌门、放线菌门Actinobacteria和蓝细菌门Cyanobacteria;科水平上的细菌相对丰度比较结果显示,变形菌门内的鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae、柄杆菌科Caulobacteraceae、丛毛单胞菌科Comamonadaceae、假单胞菌科Pseudomonadaceae和莫拉氏菌科Moraxellaceae在两组鱼肠道内的相对丰度差异显著(P<0.05),其中莫拉氏菌科在生长缓慢组鱼肠道内的含量显著高于生长正常组(P<0.05)。研究表明,不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构存在差异,生长缓慢组鱼肠道内菌群种类多于生长正常组;变形菌门内菌群变化与大黄鱼生长密切相关,莫拉氏菌科在鱼肠道内含量的变化可能是引起大黄鱼生长变慢的主要原因。     

不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构的差异

为分析肠道菌群结构变化对大黄鱼Pseudosciaena crocea生长速度的影响,采用高通量测序的方法,对生长条件相同、生长速度不同的两组大黄鱼肠道菌群结构进行了研究。结果表明:生长缓慢组鱼肠道内菌群OTUs和菌群多样性指数Chao1显著高于生长正常组(P<0.05),但两组间Shannon指数差异不显著(P>0.05);变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes、梭杆菌门Fusobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes为大黄鱼肠道内的优势菌群,其中变形菌门在两组鱼肠道内的相对丰度超过50%;两组大黄鱼肠道菌群结构变化主要集中在变形菌门、放线菌门Actinobacteria和蓝细菌门Cyanobacteria;科水平上的细菌相对丰度比较结果显示,变形菌门内的鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae、柄杆菌科Caulobacteraceae、丛毛单胞菌科Comamonadaceae、假单胞菌科Pseudomonadaceae和莫拉氏菌科Moraxellaceae在两组鱼肠道内的相对丰度差异显著(P<0.05),其中莫拉氏菌科在生长缓慢组鱼肠道内的含量显著高于生长正常组(P<0.05)。研究表明,不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构存在差异,生长缓慢组鱼肠道内菌群种类多于生长正常组;变形菌门内菌群变化与大黄鱼生长密切相关,莫拉氏菌科在鱼肠道内含量的变化可能是引起大黄鱼生长变慢的主要原因。     

岩扇贝原种和繁育后代肠道和内脏团细菌多样性分析

为研究岩扇贝Crassadoma gigantean的生物学特性和消化代谢机能,采用传统培养方法分离培养加拿大原种岩扇贝内脏团(JN)和肠道(JC)及中国育种得到的子一代岩扇贝内脏团(YN)和肠道(YC)4种样品中的细菌,测定分离到的可培养细菌的16S rRNA基因并确定其分类地位;提取上述样品中的总DNA,运用Ion S5^(TM)XL高通量测序平台,对样品中细菌群落多样性进行分析。结果表明:用传统方法获得可培养菌株83株,选取代表菌31株测序并比对,其分别属于嗜冷杆菌属Psychrobacter、动性球菌属Planococcus、弧菌属Vibrio、假单胞菌属Pseudomonas、假交替单胞菌属Pseudoalteromonas、芽孢杆菌属Bacillus、库克菌属Kocuria和副球菌属Paracoccus;高通量测序结果显示,4种样品中有效序列群落结构可分为9个门,分别为变形菌门Proteobacteria、异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、拟杆菌门Bacteroidetes、厚壁菌门Firmicutes、蓝细菌门Cyanobacteria、软壁菌门Tenericutes、放线菌门Actinobacteria、浮霉菌门Planctomycetes和疣微菌门Verrucomicrobia;加拿大原种岩扇贝肠道样品中的优势菌门为变形菌门(占80%),次优势菌门为拟杆菌门(占15%),内脏团样品中的优势菌门为变形菌门(占52%),次优势门为拟杆菌门(占18%);中国育种得到的子一代岩扇贝肠道样品中的优势菌门为变形菌门(占61%),次优势菌门为拟杆菌门(占26%),内脏团样品中的优势菌门为变形菌门(占73%),次优势菌门为拟杆菌门(占17%)。研究表明,岩扇贝的肠道和内脏团微生物具有丰富的多样性,加拿大原种岩扇贝和国内子一代岩扇贝的肠道和内脏团细菌群落结构存在一定差异。     

岩扇贝原种和繁育后代肠道和内脏团细菌多样性分析

为研究岩扇贝Crassadoma gigantean的生物学特性和消化代谢机能,采用传统培养方法分离培养加拿大原种岩扇贝内脏团(JN)和肠道(JC)及中国育种得到的子一代岩扇贝内脏团(YN)和肠道(YC)4种样品中的细菌,测定分离到的可培养细菌的16S rRNA基因并确定其分类地位;提取上述样品中的总DNA,运用Ion S5~(TM)XL高通量测序平台,对样品中细菌群落多样性进行分析。结果表明:用传统方法获得可培养菌株83株,选取代表菌31株测序并比对,其分别属于嗜冷杆菌属Psychrobacter、动性球菌属Planococcus、弧菌属Vibrio、假单胞菌属Pseudomonas、假交替单胞菌属Pseudoalteromonas、芽孢杆菌属Bacillus、库克菌属Kocuria和副球菌属Paracoccus;高通量测序结果显示,4种样品中有效序列群落结构可分为9个门,分别为变形菌门Proteobacteria、异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、拟杆菌门Bacteroidetes、厚壁菌门Firmicutes、蓝细菌门Cyanobacteria、软壁菌门Tenericutes、放线菌门Actinobacteria、浮霉菌门Planctomycetes和疣微菌门Verrucomicrobia;加拿大原种岩扇贝肠道样品中的优势菌门为变形菌门(占80%),次优势菌门为拟杆菌门(占15%),内脏团样品中的优势菌门为变形菌门(占52%),次优势门为拟杆菌门(占18%);中国育种得到的子一代岩扇贝肠道样品中的优势菌门为变形菌门(占61%),次优势菌门为拟杆菌门(占26%),内脏团样品中的优势菌门为变形菌门(占73%),次优势菌门为拟杆菌门(占17%)。研究表明,岩扇贝的肠道和内脏团微生物具有丰富的多样性,加拿大原种岩扇贝和国内子一代岩扇贝的肠道和内脏团细菌群落结构存在一定差异。     

生物除磷系统启动及运行期的微生物种群结构变化

利用16S rRNA高通量测序手段探究了SBR生物除磷系统启动及运行过程中微生物种群结构的变化。根据测序结果,共获得20个门、150个属级微生物。微生物多样性分析结果显示,系统中的主要菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、绿菌门(Chlorobi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia),这8个菌门占微生物总数的95%以上。属级微生物中的优势菌属为索氏菌属(Thauera)和脱氯单胞菌属(Dechloromonas),其相对丰度分别为7.90%和5.20%。系统中的聚磷微生物有Candidatus Accumulibacter、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、噬纤维菌科(Cytophagaceae)、浮霉菌属(Planctomyces)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、脱氯单胞菌属等,其中Candidatus Accumulibacter为主要除磷微生物。